用技術(shù)推動(dòng)高效科學(xué)課堂

談梅芬

摘 要：操作便捷、讀數(shù)精準(zhǔn)的溫度傳感器為主的數(shù)字化實(shí)驗(yàn)技術(shù)的引入，將是對(duì)傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)探究的一種很好補(bǔ)充，它能有效地促進(jìn)學(xué)生對(duì)科學(xué)本質(zhì)的深入認(rèn)識(shí)。

關(guān)鍵詞：改善 優(yōu)化 充實(shí)

溫度計(jì)作為常見測溫工具，歷來是一線科學(xué)教師頻繁使用的實(shí)驗(yàn)器材。普通用紅液煤油溫度計(jì)，量程一般是-2-102℃，最小分度值1℃。而細(xì)心的實(shí)驗(yàn)員會(huì)在比較中發(fā)現(xiàn)，由于產(chǎn)品自身的質(zhì)量問題，常溫下若干支溫度計(jì)的液柱高度并不統(tǒng)一，用這類工具進(jìn)行實(shí)驗(yàn)觀測分析，誤差較大。而真正的生活應(yīng)用中已有太多不這樣看的溫度計(jì)，因此，操作便捷、讀數(shù)精準(zhǔn)的溫度傳感器為主的數(shù)字化實(shí)驗(yàn)技術(shù)的引入，將是對(duì)傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)探究的很好補(bǔ)充，能有效地促進(jìn)學(xué)生對(duì)科學(xué)本質(zhì)的認(rèn)識(shí)。

一、改善教材實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，優(yōu)化探究過程

蘇教版小學(xué)科科學(xué)教材中有關(guān)溫度的教學(xué)內(nèi)容主要集中于四年級(jí)上冊(cè)《冷和熱》單元，三年級(jí)下冊(cè)《氣溫有多高》（用氣溫計(jì)測量氣溫），及六年級(jí)上冊(cè)的《太陽系大家族》。改進(jìn)實(shí)驗(yàn)的有效操作，不做偽實(shí)驗(yàn)不搞偽科學(xué)，是所有科學(xué)教師教學(xué)中需要思考的。而溫度傳感器有針對(duì)性地介入探究活動(dòng)，將很好地優(yōu)化實(shí)驗(yàn)過程。

1.有效解決實(shí)驗(yàn)過程的難點(diǎn)

我校使用的溫度傳感器量程-50-150℃，分辨率0.1℃，精度+0.5℃。便捷的操作，精準(zhǔn)的讀數(shù)在《冷熱和溫度》一課得以很好體現(xiàn)?！斑B續(xù)測量一杯50ML熱水溫度的變化”是本課的主要探究活動(dòng)。在傳統(tǒng)教學(xué)中，這個(gè)實(shí)驗(yàn)的操作除了需要正確讀取數(shù)據(jù)外，另一個(gè)至關(guān)重要是計(jì)時(shí)員的選定，每隔一分鐘進(jìn)行一次測量讀數(shù)，計(jì)時(shí)提前或落后會(huì)直接錯(cuò)失實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的獲取。溫度傳感器的使用有效攻克了實(shí)驗(yàn)中準(zhǔn)確讀數(shù)的難點(diǎn)，TriEiLab實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理軟件又很好地排除了實(shí)驗(yàn)中計(jì)時(shí)的困惑，時(shí)間能精準(zhǔn)到秒，實(shí)時(shí)進(jìn)行測量并自動(dòng)記錄（如下圖1），體現(xiàn)數(shù)據(jù)采集的智能高效，科學(xué)客觀地測量每一時(shí)間的數(shù)據(jù)值。同樣，這一數(shù)字化技術(shù)在《吸熱和散熱》一課中也得以優(yōu)化應(yīng)用，取得了方便快捷的實(shí)驗(yàn)效果。

2.實(shí)現(xiàn)定量與定性的高效結(jié)合

描述正在發(fā)生的變化最好的方法是把測量結(jié)果制成一張圖表形式，以此形象地描述數(shù)據(jù)之間的相互關(guān)系。同樣

在《冷熱和溫度》一課，傳統(tǒng)的教學(xué)中教師需要指導(dǎo)學(xué)生描點(diǎn)繪制一張關(guān)于溫度變化的曲線圖，這對(duì)剛踏入四年級(jí)

學(xué)習(xí)沒多久的學(xué)生來說，第一次繪制曲線圖難度很大，且關(guān)于坐標(biāo)軸的認(rèn)知、繪制方法的解讀都將耗費(fèi)很多時(shí)間。TriEiLab實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理軟件的另一大優(yōu)勢是信息表征的多元化，可以自動(dòng)生成圖表，平板界面會(huì)實(shí)時(shí)顯示熱水降溫過程中的數(shù)據(jù)外，還將它的溫度變化曲線圖顯示了出來。教師在引導(dǎo)學(xué)生分析數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步觀察曲線圖的走勢（如上圖），有利于讀懂?dāng)?shù)據(jù)背后的意義。

二、設(shè)計(jì)個(gè)性化實(shí)踐活動(dòng)，充實(shí)科學(xué)課堂

科學(xué)學(xué)習(xí)絕不只是四十分鐘課堂內(nèi)的事，也不僅是能讀懂幾本與科學(xué)相關(guān)的書籍，課外實(shí)踐才是孩子們學(xué)科學(xué)用科學(xué)的廣闊舞臺(tái)。熟練使用溫度傳感器，為學(xué)生創(chuàng)造性地進(jìn)行探究性活動(dòng)提供了更多便捷。

由四年級(jí)學(xué)生造霜實(shí)驗(yàn)衍生出的一個(gè)實(shí)踐活動(dòng)。孩子們從日常生活經(jīng)驗(yàn)得知，把水放到冰箱冷凍室，一晚上的時(shí)間就會(huì)結(jié)成冰。但水在多少溫度時(shí)開始結(jié)冰，水是怎樣結(jié)成冰的（一下子就變成整個(gè)冰疙瘩，或是從外到里逐漸開始結(jié)冰，也可能是從里往外開始的），這是他們不知道的，亦或是懵懂混沌的。活動(dòng)中，教師指導(dǎo)學(xué)生先利用溫度傳感器測量一杯冷水的溫度，再連續(xù)測量獲得水結(jié)冰的溫度數(shù)據(jù)，由淺入深，由扶到放，以臺(tái)階形式層層遞進(jìn)，使之獲得生活中的科學(xué)概念。

數(shù)字化實(shí)驗(yàn)技術(shù)在小學(xué)科學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用，變革了學(xué)生傳統(tǒng)的學(xué)習(xí)方式，豐富了實(shí)驗(yàn)探究的內(nèi)容，拓寬了實(shí)踐活動(dòng)的時(shí)空。但我們不能擯棄傳統(tǒng)（例如否定溫度計(jì)的基本原理的認(rèn)知與操作使用的指導(dǎo)，畢竟這是所有演化出其他測溫計(jì)的原型），也不能為技術(shù)而技術(shù)，甚至過分神化技術(shù)，應(yīng)始終保持現(xiàn)代與傳統(tǒng)的有效整合，充分挖掘其教學(xué)價(jià)值，促使學(xué)生對(duì)科學(xué)概念的理解和科學(xué)本質(zhì)的認(rèn)識(shí)，讓探究因數(shù)字化技術(shù)的引入而更加生動(dòng)活潑！